التنوع البيولوجي يزدهر من خلال ألعاب مقص الصخور الورقية

مصر – ايهاب محمد زايد
تضيف النتائج الأخيرة وزناً للأدلة على أن المنافسات اللاعنفية بين الأنواع تثري تنوع الطبيعة.
صخرة وقطعة من الورق ومقص ، كل منها يتكون من كتلة من الميكروبات ، مرتبة في دورة. يبدو أن بعض الأنواع تتنافس في نوع من لعبة مقص ورق الصخور حيث لا يتمتع أي نوع بهيمنة دائمة. قد يكون جزءًا من سبب قدرة الطبيعة على الحفاظ على الكثير من التنوع البيولوجي.
رائد البيولوجيا التركيبية في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، أمضى جيف هاستي حياته المهنية التي استمرت 20 عامًا في تصميم استراتيجيات لجعل الدوائر الجينية في البكتيريا المهندسة تعمل معًا. ولكن قبل عدة سنوات ، كان على هيستي أن يعترف بأنه حتى لا يستطيع التغلب على البكتيريا المتواضعة Escherichia coli.
لم يكن لدى هاستي مشكلة هندسية مفيدة ، أو صفات وراثية جديدة منظمة بإحكام أو جعلها تعمل في الخلايا. كان هذا هو الجزء السهل. اكتشف أن الأصعب هو الحفاظ على تلك السمات. إذا احتاجت الخلية إلى تحويل بعض مواردها لإنتاج بروتين مرغوب فيه ، فإنها تصبح أقل ملاءمة بشكل هامشي من الخلايا التي لا تصنعها. حتما ، تكتسب الخلايا طفرات تعمل على تعطيل الدوائر الجينية المُدخلة ، وتحل الطفرات محل الخلايا الأصلية بسرعة. نتيجة لذلك ، تختفي الخاصية المرغوبة ، غالبًا في غضون 36 ساعة.
قال هيستي: “الأمر لا يتعلق بما إذا كان الأمر يتعلق بموعد”.
لسنوات ، راقب هيستي الإشريكية القولونية الطافرة وهي تعطل حتى أنظمته المصممة بأناقة. لكن في سبتمبر الماضي في مجلة Science ، صمم هيستي وطالب الدكتوراه مايكل لياو وزملاؤهم استراتيجية لإحباط حتى أكثر أنواع البكتيريا سعادة من خلال نوع من “ضغط الأقران الميكروبي” ، كما أطلق عليه التعليق المصاحب. استخدم فريق جامعة كاليفورنيا في سان فرانسيسكو ثلاث سلالات معدلة هندسيًا من الإشريكية القولونية التي عملت جنبًا إلى جنب. أنتجت كل سلالة مادة سامة ، ومضادًا للسموم يقابلها لحماية نفسها ، وترياقًا ثانيًا للحماية من إحدى السلالات الأخرى. يمكن أن تقتل السلالة الأولى الثانية ولكن ليس الثالثة ؛ الثاني يمكن أن يقتل الثالث ولكن ليس الأول ؛ الثالث يمكن أن يقتل الأول ولكن ليس الثاني.
هذا التناقض المستدير يعني أنه من خلال إضافة سلالات البكتيريا بشكل متسلسل ، يمكن للباحثين الحفاظ على ارتفاع أعداد الإشريكية القولونية المهندسة مع ضمان القضاء على الطافرات غير المفيدة بواسطة سموم القادمين الجدد. أدى التفاعل البيئي للخلايا إلى استقرار النظام.
.
ساعد مايكل لياو ، طالب الدكتوراه في الديناميكا الحيوية والبيولوجيا التركيبية في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، في تطوير نظام من البكتيريا المهندسة التي تثبت نفسها من خلال تفاعلات مقص ورق الصخر.
كان المشروع على وشك الانتهاء عندما تعثر لياو في حقيقة أن علماء آخرين كانوا ينتبهون بالفعل لهذه الاستراتيجية. لقد صارع الباحثون في علم البيئة والتطور معها لعقود من الزمن كإجابة محتملة لسؤال رئيسي في مجالهم: كيف يعيش الكثير من التنوع البيولوجي في الطبيعة؟ ولكن بصرف النظر عن تاريخها العلمي ، تُعرف الاستراتيجية بأنها لعبة يستخدمها الأطفال في جميع أنحاء العالم لتسوية الخلافات في الملعب.
قال عالم الأحياء الرياضية باري سينيرفو Barry Sinervo من جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، الذي ساعدت دراساته الميدانية على السحالي ذات البقعة الجانبية في إثبات صلتها بـ النظم البيئية.
قواعد اللعبة سهلة: تفوز موسيقى الروك بالمقص ، والمقص يدق على الورق ، والورق يدق الصخرة. لا يوجد لاعب لديه ميزة ، وفرص الفوز متساوية بغض النظر عن العنصر الذي يختاره. عندما يلعب شخصان ، يكون هناك دائمًا منتصر واضح. ومع ذلك ، أضف المزيد من اللاعبين ، وستصبح اللعبة أكثر تعقيدًا ، مع نجاح الاستراتيجيات المختلفة في كثير من الأحيان في الصعود والهبوط الدوري.
صاغ علماء الأحياء الذين يدرسون مقص ورق الصخور نموذجًا لكيفية لعب اللعبة مع عشرات أو حتى مئات الأنواع. لقد قاموا أيضًا بالتحقيق في كيفية تغيرها عندما تتفاعل الأنواع في مختلف المناظر الطبيعية ، وعندما تختلف الأنواع في حركتها وقدرتها التنافسية. ما وجدوه هو أنه بمرور الوقت ، قد يمكّن مقص ورق الصخر العديد من الأنواع من التعايش في نفس المنطقة عن طريق ركوب الدراجات داخل وخارج الهيمنة.
لا يزال العلماء يحددون الأهمية الحقيقية للعبة للأنظمة الحية ، لكن اكتشافاتهم لها آثار قد تؤثر على النظرية التطورية ، وفهمنا للديناميات البيئية ، والتكنولوجيا الحيوية ، وسياسة الحفظ. قال سينيرفو: “إنها لعبة عالمية ، ورائعة للغاية”. “مقص ورق صخري يغطي الكون البيولوجي بأكمله.”
عندما نشر تشارلز داروين نظريته عن الانتقاء الطبيعي في عام 1859 ، افترض هو ومعاصروه أن المنافسة بين الأفراد هي التي توفر القوة الكامنة وراء التطور. أكدت أكثر من 150 عامًا من التجارب التي أعقبت العمل الأولي لداروين أن المنافسة هي بالفعل قوة تطورية رئيسية. هناك مشكلة واحدة فقط.
إذا كانت المنافسة المبسطة هي القوة التطورية الوحيدة ، فبعد مليارات السنين ، لم يتبق سوى عدد قليل من الأنواع شديدة التنافسية. بدلاً من ذلك ، الكوكب هو موطن لمجموعة مذهلة من الحياة.
يكاد يكون من المستحيل تقدير عدد الأنواع التي تعيش فيها الأرض ؛ قدرت إحدى المحاولات الأخيرة ذلك بنحو 2 مليار دولار ، لكن الجهود السابقة تراوحت بين أقل من 10 ملايين إلى تريليون. تعد غابات الأمازون المطيرة في الأراضي المنخفضة وحدها موطنًا لأكثر من 6700 نوع من الأشجار و 7300 نوعًا آخر من نباتات البذور – وهي أعداد لا تبدأ في حساب الحشرات والثدييات والفطريات والميكروبات المصاحبة لها.
قال دانيال ماينارد ، عالم البيئة في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في زيورخ: “ننظر حولنا ، وهناك آلاف ، بل ملايين ، من الميكروبات تعيش في هكتار واحد من الغابات”. “وبغض النظر عما تفعله ، فإنهم جميعًا على قيد الحياة. الأمر لا يشبه الدموع في المجتمع وتفوق كل شيء آخر “.
أحد الإنجازات الأولى في تفسير التنوع البيولوجي لم تأت من علم البيئة بل من الرياضيات. في عام 1910 ، طور عالم الفيزياء الحيوية والإحصائي الأمريكي ألفريد لوتكا سلسلة من المعادلات لوصف تفاعلات كيميائية معينة. بحلول عام 1925 ، كان قد أدرك أنه يمكن تكييف نفس المعادلات لوصف الارتفاع الدوري والانخفاض في أعداد الحيوانات المفترسة والفرائس. بعد مرور عام ، طور عالم الرياضيات والفيزيائي الإيطالي فيتو فولتيرا بشكل مستقل نفس مجموعة المعادلات.
أظهر عملهم كيف يعتمد عدد الحيوانات المفترسة على عدد الفرائس. قد تبدو هذه الرؤية واضحة ، كما تقول مارغريت مايفيلد ، عالمة البيئة في جامعة كوينزلاند في أستراليا ، لكن معادلات لوتكا وفولتيرا كانت رائدة في عصرهم لأنها أعطت علماء البيئة طريقة لبدء قياس ونمذجة العالم الطبيعي.
ومع ذلك ، لم تكن المعادلات مثالية. لقد استندوا إلى افتراضات مفيدة ولكنها مبسطة ، ولم يتمكنوا من تمثيل العلاقات بين الأنواع التي لم تكن مفترسة وفريسة ولكنها تتنافس على الموارد.
بدأ هذا يتغير في عام 1975 ، عندما قام عالما الرياضيات روبرت ماي ووارن ليونارد بتكييف معادلات لوتكا فولتيرا الكلاسيكية لما يسميه علماء البيئة المنافسة اللازمية. عندما تكون المنافسة متعدية ، فهي ذات تسلسل هرمي: إذا فاز A على B و B على C ، فإن A أيضًا يتفوق على C ، مما يجعل A هو الفائز في أي مسابقة. تفتقر المنافسة اللازمية إلى هذا التسلسل الهرمي ، لأن C يمكنها التغلب على A. بدلاً من البقاء فائزًا واضحًا ، ستهيمن A لفترة ثم تفسح المجال لـ C ، والتي تفسح المجال لـ B ، يليها مرة أخرى صعود A.
ما ابتكره ماي وليونارد كان في الواقع الرياضيات لوصف مقص ورق الصخر في علم البيئة. وسع علماء الرياضيات في وقت لاحق عملهم لإظهار أن هذه العلاقات اللا نهائية يمكن أن تشمل عددًا لا حصر له من الأنواع.
قال ماينارد فكر في الأمر كمباراة موت مصارع. في معركة واحدة ضد مقاتل ماهر ، قال ، “سأخسر”. لكنه قال إنه إذا كان ضمن مجموعة من 100 مقاتل ، فقد تكون هناك خيارات دفاعية أخرى متاحة ، مثل تشكيل تحالف مع مقاتل أقوى. قد تساعده هذه الإستراتيجية على الصمود أكثر من منافسيه والتغلب على القمة.
ألعاب التزاوج
في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، بدأ العلماء في توثيق أمثلة من الحياة الواقعية في الأوراق البحثية التي أظهرت علاقات مقص الورق الصخري بين الكائنات الحية التي تعيش على الشعاب المرجانية وبين سلالات الخميرة الشائعة Saccharomyces cerevisiae. ومع ذلك ، كان من بين أكثر الدراسات شهرة عمل سينيرفو على السحلية ذات البقعة الجانبية الشائعة ، والذي نُشر في دورية Nature في عام 1996.
تتحد السحالي الذكور الشائعة ذات الحناجر الزرقاء ، مثل هذه ، معًا لحماية إناثها بشكل تعاوني. تستخدم الأشكال الأخرى المتنافسة من هذه السحلية ذات الحلق البرتقالي والأصفر استراتيجيات مختلفة.
للوهلة الأولى ، تعود السحلية ذات البقعة الجانبية الشائعة إلى اسمها المتواضع. إنه صغير ، بني وطول الإصبع ، وخصائصه المميزة الرئيسية هي النقوش على ظهره وبقعة ملونة على حلقه. ومع ذلك ، فإن نظام تزاوج السحالي أكثر غرابة بكثير. في عام 1990 ، سافر Sinervo إلى قلب منطقة السحالي ذات البقعة الجانبية ، على منحدرات سلسلة الساحل الداخلي في كاليفورنيا ، خارج مدينة ميرسيد مباشرةً. قضى Sinervo خمس سنوات في دراسة كيف تقنع السحالي الذكور صديقاتهم بالتمرير إلى اليمين – وكيف يقنعون منافسيهم بالابتعاد.
عرف سينيرفو أن استراتيجية التزاوج لدى الذكر تشير إلى بقعة اللون على حلقه. تعتبر السحالي ذات الحلق البرتقالية منافسة للغاية. يقومون بشكل فردي بحراسة حريم كبيرة من الإناث ويهاجمون أي منافسين من الذكور المتعدين. يتعاون البلوز مع بعضهم البعض لحماية أراضيهم وزملائهم ، وهي استراتيجية فعالة إلى حد ما ضد البرتقال. لكنه يجعلها أقل عرضة للأصفر المتستر ، الذي يحاكي مظهر الإناث الناضجة جنسياً ويتسلل إلى منطقة الذكور البرتقالية للتزاوج دون خوف من المنافسة.
صورة لباري سينيرفو من جامعة كاليفورنيا سانتا كروز.
قاد باري سينيرفو ، عالم الأحياء الرياضية في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، دراسات بارزة عن السحالي ذات البقعة الجانبية. أظهر أن المنافسات اللازمية بين مختلف الذكور تخلق دورة من الهيمنة يكون فيها كل من الأشكال الثلاثة المتعايشة في القمة لمدة عام أو عامين.
لاحظ Sinervo أنه في موقع دراسته ، سيطر كل لون لمدة عام أو عامين ، وبعد ذلك سيطر منافس معين: الأزرق أفسح المجال للبرتقالي ، والذي أفسح المجال للأصفر ، والذي أفسح المجال للأزرق مرة أخرى. قد تحتوي بعض المواقع على لون واحد فقط ، لكن Sinervo لم ير لونين فقط معًا ، لأن أحدهما دائمًا يحل محل الآخر تمامًا.
لكن مع وجود ثلاثة ، تأرجح السكان في الهيمنة. عندما بدأ Sinervo وزميله لاحقًا في كتابة المعادلات لوصف الملاحظات ، سرعان ما أدركوا أنهم كانوا يصفون شكلاً من أشكال مقص ورق الصخور.
ظهرت مواقف أخرى في الطبيعة حيث يبدو أن نظرية اللعبة هذه تقود التطور. في عدد فبراير 2020 من The American Naturalist ، على سبيل المثال ، يصف Sinervo وزملاؤه كيف يفسر انتشار استراتيجيات تزاوج معينة بين 288 نوعًا من القوارض – ولماذا من المحتمل أن تكون بعض الأنواع مختلطة أو متعددة الزوجات أو أحادية الزواج.
ومع ذلك ، فإن الملاحظات من الطبيعة لا يمكن إلا أن تخبر العلماء كثيرًا. لفهم أنواع البيئات التي تخلق ألعاب مقص الورق الصخري هذه بين الأنواع وما إذا كانت المعادلات الجديدة يمكن أن تساعد في تفسير التنوع البيولوجي ، كان على العلماء العودة إلى المختبر.
البكتيريا الإشريكية القولونية تحصل على سمعة سيئة باعتبارها من سكان القولون العاديين. ومع ذلك ، على مر السنين ، حدد علماء الأحياء الدقيقة المئات من سلالات الإشريكية القولونية ذات الخصائص المتنوعة. تحمل إحدى العائلات مجموعة من الجينات تسمى Col ، والتي تنتج مادة سامة تسمى كوليسين ولكنها تنتج أيضًا بروتينًا يحمي البكتيريا ضده. بعض سلالات الإشريكية القولونية حساسة للكوليسين ، وقد طور البعض الآخر طفرات تجعلها مقاومة. تنمو السلالات المقاومة (المعروفة باسم R) بشكل أسرع من سلالات (C) المنتجة للكوليسين لأنها لا تتحمل تكلفة إنتاج الكوليسين. يمكن أن تتفوق السلالات الحساسة (S) على R لأن الطفرات الوقائية تضعف أيضًا قدرة الخلايا على نقل العناصر الغذائية. ينشئ هذا النظام إعدادًا مثاليًا لمقص الورق الصخري ، نظرًا لأن R تتفوق على C و C تتفوق على S و S تتفوق على R.
منذ حوالي عقدين من الزمان ، جعل علماء الأحياء الدقيقة في جامعة ستانفورد البكتيريا تلعب مقص ورق الصخر في ثلاث مواقف مختلفة: دورق حيث يختلطون جميعًا معًا ؛ طبق بتري ثابت حيث تم تجميعهم مع حركة محدودة ؛ وبيئة “الألواح المختلطة” حيث كان لديهم قدر أكبر من الحركة الوسيطة.
في بحثهم عن الطبيعة عام 2002 ، وجد بنجامين كير (الآن في جامعة واشنطن) ، بريندان بوهانان (الآن في جامعة أوريغون) ، وزملاؤهم أنه في كل من القارورة والصفيحة الموزعة ، انتصرت سلالة R سريعًا. كلا المجموعتين S و C.
لكن طبق البتري الساكن يروي قصة مختلفة. عندما حلل كير وبوهانان صورًا للمستعمرات البكتيرية التي تنمو هناك ، رأوا لعبة مقص ورق صخري تلعب في المكان الذي تتلامس فيه السلالات المختلفة ، تمامًا كما تنبأت النظرية.
أوضحت هذه النتائج أن البيئات المحلية تلعب دورًا حاسمًا ليس فقط في ظهور مقص الورق الصخري ، ولكن أيضًا في الظهور اللاحق والحفاظ على التنوع البيولوجي ، كما أوضح ستيفانو أليسينا ، عالم البيئة النظرية في جامعة شيكاغو.
عندما قرأت هذه الورقة عندما كانت طالبة دراسات عليا ، وجدت أليسينا أنها “تثير الذهن”. اختار الدراسة لنادي المجلات الخاص به وطرح سؤالًا بلاغيًا على زملائه الطلاب: هل يمكن لمقص ورق الصخور أن يعمل مع ما يصل إلى 70 سلالة من الإشريكية القولونية؟
نظرًا لأن سؤال المناقشة هذا عالق في دماغه ، قرر أليسينا تركيز عمله على تطوير نماذج حسابية يمكنها محاكاة مقص ورق الصخور لعدد كبير من اللاعبين. وجد أن إضافة المزيد من الأنواع إلى نموذجه قد عزز استقرار النظام ، مما يجعل من غير المرجح أن تنقرض أي مجموعة فردية. توصل ماينارد إلى نفس النتيجة في بحثه: التنوع البيولوجي يولد المزيد من التنوع البيولوجي كنتيجة بسيطة لاستقرار النظام لأن أعدادًا كبيرة من الكائنات الحية يمكن أن تتعايش.
هذا الترابط هو جزء مما يجعل اللاعنف شائعًا جدًا ، وفقًا لماينارد. قال “لا يمكنك أن تكون رائعًا في كل شيء”. “هذا فقط لا يمكن أن يوجد وراثيًا.” كل نوع لديه كعب أخيل يترك الطريق مفتوحًا لتأثيرات مقص ورق الصخور ، والتي تجعل كل الأنواع عرضة للخطر ولكنها توفر أيضًا بعض الراحة من الافتراس الساحق. تتمتع الأنظمة الأكثر تنوعًا بمستويات أعلى من الاستقرار والاستقرار.
قالت أليسينا: “من الصعب التوفيق بين عالم غير مستقر للغاية وما نراه في الطبيعة”. ومع زيادة تنوع النظام ، فإنه يوفر المزيد من الطرق لتفاعل الأنواع ، مما قد يؤدي أيضًا إلى مزيد من التعايش والتنوع البيولوجي.
أراد تريستان أورسيل من جامعة أوريغون ، المستوحى من عمل كير وبوهانان ، أن يخطو خطوة إلى الأمام. على الرغم من أن دراستهم أظهرت أن توزيع الكائنات الحية كان مفتاحًا لتطوير مقص ورق الصخر ، لم تكن البيئات في تجاربهم تحتوي على حواجز فيزيائية تمنع البكتيريا من التحرك. العالم الطبيعي ليس مثل هذا: سواء كان الميكروب يعيش على جذور النبات أو يتم تحاضنه في مكان ما في أمعائنا ، فإن بيئته مليئة بالعوائق. قرر Ursell ، وهو عالم فيزياء حيوية وليس عالم ميكروبيولوجي ، إنشاء سلسلة من نماذج الكمبيوتر لمعرفة كيف يمكن للعقبات المادية أن تغير دورات مقص ورق الصخر.
عند الدخول في المشروع ، توقع Ursell أن العقبات قد يكون لها عواقب طفيفة على المحاكاة. وقال: “لم أكن أتوقع أنه في بعض الحالات سيقلب الاستقرار تمامًا”.
لماذا لا يكفي إنقاذ نوع واحد
على سبيل المثال ، عادة ما ينتهي تأليب نوعين ضد بعضهما البعض في مكان مفتوح باستبدال أحدهما للآخر. ولكن إذا كانت المناظر الطبيعية في نموذج الكمبيوتر الخاص بأورسيل بها حواجز ، فغالباً ما يمكن أن يتعايش كلا النوعين. في هذه الأثناء ، يمكن لثلاثة أنواع محبوسة في لعبة ورق مقص في مساحة مفتوحة أن تتعايش عن طريق ركوب الدراجات داخل وخارج الهيمنة. غالبًا ما أدى إدخال حاجز في عالمهم إلى قيام نوع واحد بإزالة الأنواع الأخرى.
انضمت الورقة البحثية الناتجة عن Ursell مع Nick Vallespir Lowery ، والتي نُشرت على الإنترنت في ديسمبر 2018 من قبل Proceedings of the National Academies of Science ، إلى أعمال أخرى تُظهر التعقيدات الخفية لألعاب مقص الصخور الواقعية.
على سبيل المثال ، قام فريق من العلماء بقيادة إروين فراي وماريان باور في جامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ بإنشاء نماذج رياضية لميكروبات التربة ، والتي تحصل على العناصر الغذائية والمياه من خلال فتحات صغيرة في التربة نفسها ، وهي ثقوب تسمح لها أيضًا بالتفاعل مع ميكروبات التربة. الجيران. إذا حاولت زراعة الميكروبات التي تعيش في التربة في المختبر ، فإن الأنواع التي يمكنها التكاثر بأسرع ما يمكن هي الفوز. لكن في الطبيعة ، يمكن أن يحتوي غرام واحد من التربة على أكثر من 10000 نوع من الميكروبات.
نمط دائري ومعقد من الأحمر والأزرق والأصفر يتغير باستمرار.
تتنافس “ميكروبات” حمراء وزرقاء وصفراء بشكل لا لبس فيه في هذه المحاكاة. إذا كان لديهم القدرة على التنقل بشكل صحيح ، فإن أنماط هيمنتهم المتغيرة باستمرار تشكل الحلزونات المتشابكة والدوارة التي تغطي المشهد. ومع ذلك ، فإن تغيير قدرتها على الحركة أو إدخال عقبات يغير النتيجة تمامًا.
Reichenbach، T.، Mobilia، M. & Frey، E. Mobility
السر ، كما وجد فراي وباور ، هو مقدار الوقت الذي تستغرقه البكتيريا للتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة. بسبب هذا القيد ، والاتصال المدمج في البنية الفيزيائية المعقدة للتربة ، يمكن أن تستمر آلاف الميكروبات في التعايش.
قالت سواتي باتيل ، عالمة الرياضيات التطبيقية في جامعة تولين ، إن ردود الفعل هذه بين علم البيئة والتطور أمر بالغ الأهمية ، لأن هذه التفاعلات يمكن أن تؤدي إلى استقرار النظام البيئي أو الانقراض ، كما أظهر عملها الرياضي في The American Naturalist. وأوضحت أنه إذا بدأت الأنواع (أ) في الانقراض ، فقد تتطور الأنواع (ب) بطريقة يمكن أن يتعافى (أ) منها. تعمل هذه الفكرة أيضًا في الاتجاه المعاكس.
قال باتيل: “يمكن لتأثير الإنسان على النظم البيئية المختلفة … أن يجعل الأنواع تتطور بطرق لم نتوقعها”.
لا يعني الاستقرار البيئي والتعايش على المدى الطويل أن أعداد السكان ستبقى كما هي. قال باتيل إن التقلبات مبنية في هذه النماذج. ولكن مدى تنوعها وسرعتها يعد أمرًا أساسيًا.
يقول دانيال ستوفر ، عالم البيئة بجامعة كانتربري في نيوزيلندا والمتعاون المتكرر مع مايفيلد ، إن التفاعلات الأضعف تساعد في منع التقلبات بين الأنواع من أن تصبح شديدة التطرف. يسمي علماء البيئة هذا تأثير التخزين. “لا يجب أن تكون الأنواع دائمًا هي الأفضل. وقال ستوفر “يجب أن يكون لديها أوقات كافية حيث يمكن أن تكون جيدة بما فيه الكفاية بحيث يمكن أن تتغلب على السنوات السيئة”.
إذا انخفضت أعداد أحد الأنواع منخفضة جدًا ، فإن حدثًا محتملًا مثل تفشي مرض أو جفاف يمكن أن يتسبب في انقراضه. تفتح هذه الانقراضات فراغًا في النظام البيئي ، والذي يمكن أن يخلق سلسلة انقراض أو مساحة مفتوحة لكائنات أخرى للتعافي. توفر هذه التأثيرات المتتالية أيضًا أدلة لعلماء أحياء الحفظ الذين يعملون على إنقاذ الكائنات الحية المهددة بالانقراض. وفقًا لـ Allesina ، يُظهر العمل النظري في مقص الورق الصخري أن علماء البيئة قد يحتاجون إلى التركيز على إنقاذ النظم البيئية بأكملها بدلاً من الأنواع الفردية فقط.
قال: “تخيل أنك تريد فقط الحفاظ على صخرة الصخرة والورق والمقص [الثلاثي]”. قد لا تهتم بالورقة أو المقص ، ولكن بمجرد انقراض أحدهم ، “يمكن أن يتردد صداها من خلال شبكات التفاعلات هذه مع الأنواع الأخرى التي لم تكن لتخمنها أبدًا.”
على الرغم من التقدم في العمل النظري الذي يصف كيفية عمل مقصات الصخور الورقية في النظم البيئية الأكبر ، يشير ستوفر إلى أن علماء الأحياء وثقوا أمثلة قليلة نسبيًا على هذه الديناميكيات اللازمية في البرية. تُظهر النماذج أنها يجب أن تكون موجودة ، لكن تحديد المكان الذي من المرجح أن تهيمن فيه ألعاب الورق الصخري لا يزال يمثل تحديًا لمنظري الألعاب التطورية.
يقول ماينارد إن أفضل طريقة للمضي قدمًا هي أن يأخذ العلماء إشاراتهم من الطبيعة نفسها. لقد بدأ في تطوير نهج إحصائي جديد قد يمكّنه من استنتاج كيفية تفاعل الأنواع وتحديد الأنماط الناشئة في تلك التفاعلات. لكنه يقول إن المفتاح هو أن نتذكر أن مقص الورق الصخري ليس سوى قطعة واحدة من أحجية التنوع البيولوجي الأكبر ، وأن التغيير المستمر – سواء عن طريق الطفرات الجينية والتطور أو التحولات الطبيعية في المناخ – هو القاعدة.